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Die Erfindung betrifft eine Ladesäule für einen elektrischen Verbraucher, insbesondere eine Ladesäule für ein elektrisches Kraftfahrzeug. Eine derartige Ladesäule weist ein Gehäuse zur Aufnahme mehrerer Batteriemodule sowie zumindest ein Ladekabel zur Verbindung der Ladesäule mit dem elektrischen Verbraucher auf. Mittels eines Gehäusesockels ist die Ladesäule auf eine Standfläche aufstellbar, wobei der Gehäusesockel Standfüße aufweist.
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Aufgrund der in einer Ladesäule verbauten Batteriemodule ist das Gewicht einer derartigen Ladesäule sehr hoch. Je nach Ausführung und Leistungsfähigkeit hat die Ladesäule ein Gewicht von mehreren Tonnen, so zum Beispiel 2 bis 5 Tonnen.
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Die Standfläche zum Aufstellen einer derartigen Ladesäule sollte auf die hohe Gewichtslast ausgelegt und insbesondere nivelliert sein. Dennoch kommt es vor, dass nach dem Aufstellen einer Ladesäule auf einer Standfläche Lageabweichungen auftreten, die ausgeglichen werden sollten. Hierzu weist die Ladesäule Standfüße auf, die mechanisch höhenverstellbar sind. Nach oder während dem Aufstellen sind zur Ausrichtung der Ladesäule ins Wasser die Standfüße mechanisch einzustellen. Die Nivellierung der Ladesäule auf der Standfläche ist daher zeit- und arbeitsaufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Arbeiten zum Ausrichten einer Ladesäule auf ihrer Standfläche zu vereinfachen und zu minimieren.
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Nach der Erfindung wird eine bekannte Ladesäule mit zumindest zwei höhenverstellbaren Standfüßen ausgeführt, wobei beide höhenverstellbare Standfüße getrennt voneinander von jeweils einem Stellantrieb verstellbar sind. Die Stellantriebe der Standfüße sind in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal eines Lagesensors von einer Steuereinrichtung angesteuert. Der Lagesensor ist mit der Ladesäule gehäusefest verbunden, so dass jede Lageabweichung der Ladesäule in der Senkrechten und/oder der Waagerechten erkannt wird. Das Ausgangssignal des Lagesensors meldet das Maß der Lageabweichung der Steuereinrichtung, welche - ohne notwendige Eingriffe des Benutzers - die Stellantriebe der höhenverstellbaren Standfüße derart ansteuert, dass die Ladesäule in der Waagerechten und/oder in der Senkrechten ausgerichtet wird. Die Ladesäule nivelliert sich auf der Standfläche, auf der sie aufgestellt ist, selbst.
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Mit dem erfindungsgemäßen Stellantrieb zur Nivellierung der Ladesäule auf einer Standfläche werden die Einrichtungsarbeiten signifikant reduziert und der Zeitaufwand zum Einrichten einer Ladesäule gesenkt.
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In besonderer Ausführung der Erfindung weist die Ladesäule, vorteilhaft der Gehäusesockel, drei, insbesondere vier höhenverstellbare Standfüße mit jeweils einem Stellantrieb auf. Dadurch ist auch bei unebenen Standflächen eine einfache, rasche Ausrichtung der Ladesäule ins Wasser gewährleistet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist ein höhenverstellbarer Standfuß im Eckbereich des Gehäusesockels angeordnet.
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Insbesondere ist vorgesehen, einen selbsthemmenden Stellantrieb zu verwenden. Damit ist gewährleistet, dass nach einer Höhenverstellung keine weitere Energiezufuhr notwendig ist, um die eingestellte Höhe zu halten. Auch bei Ausfall einer Energieversorgung bleibt eine eingestellte Höhe unverändert.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Stellantrieb ein elektrischer Stellantrieb. Die Versorgungsspannung eines Stellantriebs wird zweckmäßig von der Ladesäule bereitgestellt. Insbesondere wird die Versorgungsspannung eines Stellantriebs von zumindest einem Batteriemodul der Ladesäule bereitgestellt.
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Die Steuereinrichtung ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung mit einem Starttaster verbunden. Nach dem Absetzen der Ladesäule auf der Standfläche wird zur Lageausrichtung der Ladesäule der Starttaster vom Benutzer betätigt, worauf die Steuereinrichtung das Ausgangssignal des Lagesensors verarbeitet und die Stellantriebe zur Lageausrichtung der Ladesäule ansteuert.
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Es kann auch vorgesehen sein, die Steuereinrichtung mit Anlegen einer Betriebsspannung zu aktivieren. Nach dem Absetzen der Ladesäule auf der Standfläche wird die Ladesäule in Betrieb genommen, wobei gleichzeitig der Steuereinrichtung eine Betriebsspannung zugeführt ist. Mit Anlegen der Betriebsspannung wird die Steuereinrichtung aktiv und verstellt die Höhe der Standfüße in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Lagesensors.
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Von besonderem Vorteil ist, dass die Betriebsspannung der Steuereinrichtung und/oder die Versorgungsspannung der Stellantriebe von der Ladesäule, zumindest von einem Batteriemodul der Ladesäule, bereitgestellt ist.
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Nach der Inbetriebnahme der Ladesäule ist vorteilhaft vorgesehen, die Steuereinrichtung dauerhaft in Betrieb zu halten. Der Lagesensor meldet der Steuereinrichtung die aktuelle räumliche Ist-Lage der Ladesäule. Werden von der Steuereinrichtung Abweichungen zu einer angestrebten Soll-Lage festgestellt, steuert die Steuereinrichtung Stellantriebe zur Höhennachstellung entsprechender Standfüße an. Die Soll-Lage ist in der Regel die Lage, in der der Lagesensor im Wasser ist. Durch die Ansteuerung der Stellantriebe bei einer Abweichung von der Soll-Lage kann zum Beispiel ein Einsinken eines Standfußes in eine unzureichend stabile Standfläche (Naturboden, Rasen oder dgl.) ausgeglichen werden. Die Standfestigkeit einer auf einer Standfläche aufgestellten Ladesäule kann über die Betriebszeit der Ladesäule gewährleistet werden.
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Zur Einleitung der hohen Gewichtskräfte der Ladesäule in die Standfläche ist vorteilhaft vorgesehen, am Standfuß eine der Standfläche zugewandte Stellplatte anzuordnen. Damit kann die Bodenbelastung zweckmäßig verteilt werden.
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Die Standplatte ist am Standfuß insbesondere beweglich gelagert, zweckmäßig kugelgelagert oder kardanisch gelagert. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die Standplatte Unebenheiten der Standfläche anpassen kann. Dies erhöht die Standsicherheit der Ladesäule.
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Es ist vorgesehen, in Draufsicht von oben auf den Gehäusesockel die Standplatten derart auszulegen, dass sie innerhalb der Außenkontur des Gehäusesockels liegen.
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In besonderer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, den höhenverstellbaren Standfuß als Scherenheber auszubilden. Ein Scherenheber kann in einfacher Weise selbsthemmend ausgebildet sein, so dass nach Einstellung der Höhe keine Haltekräfte aufzubringen sind. Der Scherenheber wird an der Ladesäule, insbesondere am Gehäusesockel vorteilhaft starr befestigt. Es kann zweckmäßig sein, eine Anbindung des Scherenhebers an die Ladesäule vorzusehen, die eine Bewegung in einer oder mehreren Achsen ermöglicht.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachstehend im Einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ladesäule,
- 2 eine schematische Draufsicht auf den Gehäusesockel mit in den Eckbereichen des Gehäusesockels angeordneten höhenverstellbaren Standfüßen,
- 3 in Seitenansicht einen schematischen Aufbau eines Scherenhebers,
- 4 ein schematisches Schaltbild zur Steuerung der höhenverstellbaren Standfüße.
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In 1 ist in perspektivischer Ansicht eine Ladesäule 1 dargestellt, die zum Laden von elektrischen Verbrauchern äußere Ladekabel 2 aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ladesäule 1 als rechteckiger Kubus ausgeführt. Die Ladesäule 1 weist ein Gehäuse 10 auf, an dessen schmalen Hochseiten 3 jeweils Ladekabel 2 vorgesehen sind. In der breiten Frontseite 4 des Gehäuses 10 ist ein Display 5 vorgesehen, welches zur Bedienung der Ladesäule 1 insbesondere als Touchscreen ausgebildet ist.
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Das Gehäuse 10 weist einen Gehäusesockel 6 auf, mit dem die Ladesäule 1 auf einer Standfläche 7 aufgestellt ist. Die Standfläche 7 kann eine befestigte Fläche sein, zum Beispiel eine verdichtete Fläche, oder auch Naturboden, zum Beispiel eine Gras- oder Rasenfläche.
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Nach dem Aufstellen der Ladesäule 1 auf der Standfläche 7 muss die Ladesäule 1 ausgerichtet werden, bis sie im Wesentlichen senkrecht steht oder genau senkrecht steht. Hierzu sind im Gehäusesockel 6 Standfüße 8 vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Gehäusesockel 6 vier Standfüße 8 angeordnet. Vorteilhaft ist jeweils ein Standfuß 8 in jedem Eckbereich 9 des Gehäusesockels 6 vorgesehen.
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Der Gehäusesockel 6 weist zumindest zwei Standfüße 8 auf, die höhenverstellbar ausgebildet sind. Die höhenverstellbaren Standfüße 8 liegen einander bevorzugt gegenüber. Ein höhenverstellbarer Standfuß 8 liegt vorzugsweise nahe einer Hochseite 2. Der gegenüberliegende höhenverstellbare Standfuß 8 liegt bevorzugt nahe der anderen Hochseite 2.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 2 sind alle Standfüße 8 höhenverstellbar. Es kann vorteilhaft sein, bei der Anordnung von vier Standfüßen 8 lediglich zwei, insbesondere drei Standfüße 8 höhenverstellbar auszubilden.
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In einer alternativen Ausführungsform des Gehäusesockels 6 kann es vorteilhaft sein, die Standfüße 8 als Standbalken 18 auszubilden, wie in 2 strichliert dargestellt ist. Der eine Standbalken 18 liegt in einer Längsrichtung des Gehäusesockels 6 ausgerichtet. Der andere Standbalken 18 liegt in einer Querrichtung des Gehäusesockels 6 ausgerichtet. Mittels der Standbalken 18 kann die Ladesäule 1 in der Horizontalebene ausgerichtet werden. Hierzu sind die Standbalken 18 - entsprechend der Ausbildung der Standfüße8 - höhenverstellbar.
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Ein Standfuß 8 weist eine Standplatte 11 auf. Die Standplatte 11 ist bevorzugt beweglich am Standfuß 8 gehalten. Dadurch ist gewährleistet, dass sich die Standplatte 11 zur Ebene der Standfläche 7 ausrichtet.
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Ein Standfuß 8 ist über eine Befestigungsplatte 12 mit der Ladesäule 1 verbunden. Die Befestigungsplatte 12 ist mit dem Gehäuse 10 der Ladesäule 1, insbesondere mit dem Gehäusesockel 6 fest verbunden. Bevorzugt ist die Befestigungsplatte 12 starr mit der Ladesäule 1, vorzugsweise mit deren Gehäuse 10, insbesondere mit dem Gehäusesockel 6 verbunden.
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Wie in 2 dargestellt, sind die Standfüße 8 und/oder die Standbalken 18 in Draufsicht auf den Gehäusesockel 6 innerhalb der Außenkontur 13 des Gehäusesockels 6 angeordnet.
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Jeder höhenverstellbare Standfuß 8 bzw. Standbalken 18 weist einen Stellantrieb 20 auf, über den der jeweilige Standfuß 8 bzw. der jeweilige Standbalken 18 in seiner Höhe einstellbar ist. Der Stellantrieb 20 ist ein insbesondere elektrischer Stellantrieb, zum Beispiel ein Elektromotor. Der Stellantrieb 20 ist vorteilhaft selbsthemmend ausgebildet, so dass nach Einstellung der Höhe des Standfußes 8 bzw. des Standbalkens 18 der Stellantrieb 20 abgeschaltet werden kann. Die eingestellte Höhe eines Standfußes 8 bzw. eines Standbalkens 18 wird energielos gehalten.
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In bevorzugter Ausführungsform eines Standfußes 8 bzw. eines Standbalkens 18 ist dieser als Scherenheber 30 ausgebildet, wie er in 3 dargestellt ist. Der Scherenheber 30 nach 3 besteht aus einer Verstellspindel 31, die von einem Elektromotor 32 angetrieben ist. Auf der Verstellspindel 31 sind zwei Stellmuttern 33 gehalten, deren Abstand zueinander durch Drehen der Verstellspindel 31 änderbar ist. Die Stellmuttern 33 sind einerseits über Verstellarme 34 mit der Befestigungsplatte 12 und andererseits über Verstellarme 35 mit der Standplatte 11 verbunden.
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Es kann zweckmäßig sein, anstelle eines Scherenhebers 30 einen einarmigen Heber zu verwenden.
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Die elektrisch verstellbaren Stellantriebe 20 sind von einer Steuereinrichtung 21 angesteuert, wie 4 zeigt. Der Steuereinrichtung 21 ist das Ausgangssignal 23 eines Lagesensors 22 zugeführt. Der Lagesensor 22 ist insbesondere gehäusefest mit der Ladesäule 1 verbunden und stellt senkrechte und/oder waagerechte Lageabweichungen der Ladesäule 1 fest. Das Ausgangssignal 23 des Lagesensors 22 wird genutzt, um die Ladesäule 1 zu nivellieren. Über das Ausgangssignal 23 des Lagesensors 22 wird die Ladesäule 1 im Wasser ausgerichtet. Nach Ausrichtung im Wasser steht die Ladesäule 1 im Wesentlichen senkrecht oder genau senkrecht.
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Die Steuereinrichtung 21 ist mit einem Starttaster 24 verbunden. Nach Absetzen der Ladesäule 1 durch einen Kran, Hebefahrzeug oder dergleichen, wird vom Benutzer der Starttaster 24 gedrückt, worauf die Steuereinrichtung 21 die Daten des Lagesensors 22 verarbeitet und die Stellantriebe 20 der höhenverstellbaren Standfüße 8 getrennt ansteuert, bis die Ladesäule 1 im Wasser steht. Die Ladesäule 1 wird ohne weiteren Eingriff des Benutzers in der Waagerechten wie in der Senkrechten ausgerichtet.
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Alternativ oder zusätzlich kann es zweckmäßig sein, dass die Steuereinrichtung 21 mit Einschalten einer Betriebsspannung startet und die Nivellierung der Ladesäule 1 ausführt. Das Einschalten der Betriebsspannung der Steuereinrichtung 21 kann mit der Inbetriebnahme der Ladesäule 1 vorgesehen sein.
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Die Betriebsspannung der Steuereinrichtung 21 und/oder die Versorgungsspannung der Stellantriebe 20 ist von zumindest einem Batteriemodul der Ladesäule 1 bereitgestellt. Zweckmäßig ist vorgesehen, während des Betriebs der Ladesäule 1 die Steuereinrichtung 21 dauerhaft in Betrieb zu halten, so dass schleichend auftretende Lagerveränderungen der Ladesäule 1 festgestellt und ausgeglichen werden können. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Ladesäule 1 auf unbefestigten Standflächen 7 aufgestellt wird, zum Beispiel auf Naturböden, Rasenflächen oder dergleichen. Das hohe Gewicht einer Ladesäule im Bereich von 2 bis 4 Tonnen stellt eine hohe Belastung der Standfläche 7 dar. Um diese hohe Last auf der Standfläche 7 zu verteilen sind die Standplatten 11 mit großer Aufstellfläche ausgebildet. Es kann zweckmäßig sein, die Aufstellflächen der Standplatten 11 derart auszulegen, dass die Summe der Aufstellflächen 10% bis 80% der Grundfläche des Gehäusesockels 6 beträgt. Vorteilhaft beträgt die Summe der Aufstellflächen 20% bis 60%, insbesondere 30% bis 50% der Grundfläche des Gehäusesockels 6.
